動物、植物、菌類は気候変動に適応できるのでしょうか?

アンジャ・マリー・ウェストラム著

獲物の動物は、迷彩色を使用して捕食者から身を守ります。 魚は細長い形状をしているため、水中で素早く移動できます。 植物は香りを使って受粉昆虫を引き寄せます。生物の環境への適応は遍在しています。 このような適応は生物の遺伝子で決定され、世代を超えた進化の過程を通じて生じます。たとえば、多くの行動とは異なり、一生を通じて自然に環境の影響を受けることはありません。 したがって、環境の急速な変化は「不適応」につながります。 生理機能、色、体の構造が環境に適応できなくなると、生殖と生存がより困難になり、個体数が減少し、個体数が絶滅する可能性さえあります。

大気中の温室効果ガスの人為的な増加は、環境にさまざまな変化をもたらしています。 これは、多くの個体群がもはや十分に適応できず、絶滅することを意味するのでしょうか? それとも生き物もこうした変化に適応できるのでしょうか？ それでは、数世代の間に、例えば熱、干ばつ、海洋の酸性化、水域の氷の減少などにうまく対処でき、したがって気候変動にうまく耐えることができる動物、植物、菌類が出現するでしょうか?

種はすでに適応している気候に従い、局地的に絶滅します

実際、実験室での実験では、一部の種の個体群は変化する条件に適応できることが示されています。たとえば、ウィーンのヴェトメドゥーニ研究所での実験では、ショウジョウバエは 100 世代をわずかに超えた後に、かなり多くの卵を産みました (ショウジョウバエは繁殖するため、それほど長い時間ではありません)。急速に）暖かい温度の下で代謝が変化した（Barghi et al., 2019）。 別の実験では、ムール貝はより酸性の水に適応することができた(Bitter et al., 2019)。 そして自然界ではどのように見えるのでしょうか？ そこでも、一部の個体群は変化する気候条件に適応している証拠を示しています。 IPCC (気候変動に関する政府間パネル) の作業部会 II の報告書は、これらの結果を要約し、これらのパターンは主に昆虫に見出され、例えば、長い夏に適応するために「冬休み」が遅く始まることを強調している (Pörtner)ら、2022)。

残念なことに、科学的研究は、気候危機への（十分な）進化的適応は、規則ではなく例外である可能性が高いことを示唆するようになってきています。 IPCC 報告書にもまとめられているように、多くの種の分布域は高地または極地に向かって移動しています (Pörtner et al., 2022)。 したがって、種はすでに適応している気候に「従う」のです。 この範囲の暖かい端にある地元の個体群は、多くの場合適応せず、移動するか絶滅します。 たとえば、ある研究によると、分析された47種の動植物種のうち976％が、この範囲の暖かい端で（最近）絶滅した個体群を持っていることが示されている（Wiens、2016）。 たとえば、分布が個々の湖や島に限定されているなどの理由で、分布域を十分に変えることができない種も、完全に絶滅する可能性があります。 気候危機により絶滅したことが証明された最初の種の2017つは、ブランブルケイのモザイク尾ネズミです。このネズミはグレートバリアリーフの小さな島でのみ発見され、度重なる洪水と気候に関連した植生の変化を避けることができませんでした。 (ウォーラー他、XNUMX)。

ほとんどの種では十分な適応は考えられません

どれだけの種が地球温暖化と海洋酸性化の進行に十分に適応できるのか、そしてどれだけの種が（局地的に）絶滅するのかを正確に予測することはできません。 一方で、気候予測自体は不確実性を伴い、十分に小さな規模で予測できないことがよくあります。 一方、集団や種を予測するには、気候適応に関連する遺伝的多様性を測定する必要がありますが、これは高価な DNA 配列決定や複雑な実験を行っても困難です。 しかし、進化生物学から、多くの集団にとって十分な適応が可能である可能性は低いことがわかっています。

• 迅速な適応には遺伝的多様性が必要。 気候危機に関して言えば、遺伝的多様性とは、例えば元の集団の個体が遺伝的差異により高温に対する対処方法が異なることを意味します。 この多様性が存在する場合にのみ、温暖化中に温暖適応個体が個体数を増加させることができます。 遺伝的多様性は、人口の規模など、多くの要因に依存します。 気候的に異なる生息地を自然範囲に含む種には利点があります。すでに温暖に適応している個体群の遺伝的変異は、より温暖な地域に「輸送」され、寒冷に適応した個体群の生存を助けることができます。 一方で、気候変動によりその種の個体群がまだ適応していない状況が生じた場合、有用な遺伝的多様性が十分に存在しないことがよくあります。これはまさに気候危機、特に分布地域の暖かい端で起こっていることです（ペルトナーら、2022)。
• 環境適応は複雑です。 気候変動自体が複数の要件を課すことがよくあります (気温の変化、降水量、嵐の頻度、氷の覆い…)。 間接的な影響もあります。気候は生態系内の他の種にも影響を与えます。たとえば、飼料植物の入手可能性や捕食者の数などです。 たとえば、多くの樹種は、より大きな干ばつにさらされるだけでなく、より多くのキクイムシにもさらされます。これは、キクイムシは暖かさの恩恵を受け、年間により多くの世代を生み出すためです。 すでに弱っている木にはさらなる負担がかかります。 たとえばオーストリアでは、これはトウヒに影響を及ぼします (Netherer et al., 2019)。 気候危機がもたらすさまざまな課題が多ければ多いほど、適応が成功する可能性は低くなります。
• 気候は人間の影響により急速に変化しています。 私たちが自然界で観察する多くの適応は、何千、何百万世代にわたって生じてきました。一方、気候は現在、わずか数十年の間に劇的に変化しています。 世代時間が短い（つまり、すぐに繁殖する）種では、進化は比較的早く起こります。 これは、人為的気候変動への適応が昆虫でしばしば見られる理由の一部を説明する可能性がある。 対照的に、樹木のような大きくて成長が遅い種は、繁殖するのに何年もかかることがよくあります。 このため、気候変動に対応することが非常に困難になります。
• 適応は生き残ることを意味しません。 人類は気候変動にある程度適応している可能性があります。たとえば、産業革命前よりも今日の方が熱波に耐えることができますが、これらの適応は長期的には 1,5、2、または 3°C の温暖化に耐えるのに十分ではありません。 さらに、進化的適応は常に、適応が不十分な個体は子孫をほとんど持たないか、子孫を残さずに死亡することを意味することが重要です。 これがあまりにも多くの個体に影響を与える場合、生き残った個体はより適切に適応する可能性がありますが、それでも個体数は大幅に減少し、遅かれ早かれ絶滅する可能性があります。
• 環境の変化によっては、迅速な調整ができない場合があります。 生息地が根本的に変化すると、適応することはまったく考えられません。 魚類の個体数は乾いた湖での生活に適応できず、陸上動物は生息地が浸水すると生き延びることができません。
• 気候危機はいくつかの脅威のうちの XNUMX つにすぎません。 適応は、個体数が少なくなるほど、生息地が細分化され、より多くの環境変化が同時に起こるほど困難になります（上記参照）。 人間は狩猟、生息地の破壊、環境汚染を通じて適応プロセスをさらに困難にしています。

絶滅に対して何ができるでしょうか？

ほとんどの種がうまく適応する見込みがない場合、何ができるでしょうか? 地元の個体群の絶滅を防ぐことはほとんど不可能ですが、少なくともさまざまな対策で種全体の損失と分布地域の縮小に対抗することができます (Pörtner et al., 2022)。 保護地域は、よく適応した種を保存し、既存の遺伝的多様性を保存するために重要です。 温暖に適応した遺伝的変異が容易に拡散できるように、種の異なる集団を結び付けることも重要です。 この目的のために、適切な生息地を結ぶ自然の「回廊」が確立されています。 これは、農業地域内のさまざまな樹木や保護エリアを接続する生垣になります。 絶滅の危機に瀕している個体群から、より適応しやすい地域（例えば、高地や高緯度）に個体を積極的に輸送する方法については、多少議論の余地がある。

ただし、これらすべての対策の結果を正確に見積もることはできません。 それらは個々の個体群や種全体の維持に役立ちますが、気候変動に対する反応は種ごとに異なります。 生息域はさまざまな形で変化し、種は新たな組み合わせで出会います。 食物連鎖などの相互作用は、根本的に、そして予測不能に変化する可能性があります。 気候危機に直面して生物多様性とその貴重な恩恵を人類に保全する最善の方法は、依然として気候危機そのものと効果的かつ迅速に戦うことです。

文学

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